CCoW: Hagræðing afrita-í-skrifa með hliðsjón af staðbundinni staðsetningu í vinnuálagi 6. hluti

Besta svæðisstærðin og þröskuldurinn eru mismunandi eftir eiginleikum vinnuálags. Til að meta áhrif vinnuálags mælum við frammistöðu CCoW á vinnuálagi á ýmsum stöðum. Nánar tiltekið breyttum við færibreytu Zipfdreifingarinnar, sem ákvarðar staðsetningarstigið.

Það er náið samband á milli mannsminni og vinnuálags. Þegar við þurfum að vinna mikið magn upplýsinga eða klára flókin verkefni, verður heilinn okkar að vera mjög vakandi til að tryggja að allar nauðsynlegar upplýsingar séu unnar og geymdar á réttan hátt. Taugafrumur í heilanum eru stöðugt að tengjast og hafa samskipti, sem hefur mikil áhrif á hvernig við hugsum og munum.

Þó að vinna úr miklu magni upplýsinga og klára flókin verkefni geti ögrað minni okkar og vitræna getu, sýna rannsóknir að með réttri þjálfun og æfingu getum við bætt minni okkar og framleiðni verulega. Til dæmis, með tilraunum, hafa vísindamenn komist að því að með mikilli minnisþjálfun og æfingum getur fólk bætt minni sitt og vinnu skilvirkni verulega.

Út frá þessu sjónarhorni getum við ályktað að stöðug æfing og þjálfun sé mjög mikilvæg fyrir þá sem vilja bæta minni sitt og skilvirkni í starfi. Haltu líka jákvæðu viðhorfi þar sem streita getur hamlað minni og framleiðni.

Í stuttu máli er sterk fylgni á milli vinnuálags og minnis. Svo lengi sem við höldum einbeitingu, æfum og æfum reglulega og höldum jákvæðu viðhorfi, getum við bætt minni okkar og vinnu skilvirkni verulega. Cistanche deserticola getur einnig stjórnað jafnvægi taugaboðefna, svo sem aukið magn asetýlkólíns og vaxtarþátta, sem eru mikilvægir fyrir minni og nám. Að auki getur Cistanche deserticola einnig bætt blóðflæði og stuðlað að súrefnisgjöf, sem getur tryggt að heilinn fái nægileg næringarefni og orku og þar með bætt heilaþrótt og úthald.

Smelltu á vita leiðir til að bæta minni þitt

Aðganginum er dreift jafnt þegar er {{0}} og því hærra sem gildið er, því hærra er staðsetningin sem vinnuálagið sýnir. Hvenær er 1,0, um það bil 80% aðgerðanna taka til 20% gagnanna.

Þessi staðsetning er venjulega að finna í nokkrum raunverulegum vinnuálagi, eins og Pareto meginreglan segir. Við mælum með þremur mismunandi gildum, 1.0, 0.9 og 1.1, þar sem 1.0 er grunnlínan og 0.9 og 1.1 tákna vinnuálag á lágu og háu svæði, í sömu röð.

Upprunaleg frammistaða CoW er breytileg eftir vinnuálagi, svo gafflatímabilið fyrir vinnuálag var stillt í samræmi við tímann sem mældur var með upprunalegu CoW uppsetningunni. Til dæmis, ef upprunalega CoW stillingar krefjast 10 sekúndna til að endurheimta eðlilega frammistöðu eftir afork, þá gefa hinar CCoW stillingarnar einnig barnaferlum á 10 s.

Mynd 5 tekur saman meðalafköst og minnisnotkun CCoW með mismunandi vinnuálagi á staðnum. Fyrir lítið vinnuálag sýna stillingar með smallCCoW þröskuld betri frammistöðu en þær með háa þröskulda. 'CCoW-all' er meira að segja betri en upprunalega CoW um 15% í vinnuálagi á litlu svæði. Þetta er vegna virkni forafritsins. Í vinnuálagi sem er lítið svæði ætti stóran hluta af minni að endurtaka þar sem aðgangur er dreift yfir allt heimilisfang ferilsins. Í raun leiða afrituð svæði til afritunar á nauðsynlegu minni fyrirfram með lágmarkskostnaði.

Þannig, því minni sem þröskuldurinn er, því meiri er frammistaða forritsins með litlum vinnuálagi. Hins vegar hefur þessi þróun þveröfug áhrif með miklu vinnuálagi. Með mikilli vinnuálagi er fjöldi aðgangs lögð áhersla á nokkrar síður.

Þetta gefur til kynna að aðeins þarf að endurtaka lítinn hluta af minni í gegnum afritunarritunina. Að afrita allt svæðið á síðuvillu hefur tilhneigingu til að afrita síðurnar sem ekki er aðgangur að.

Þetta veldur aðeins tímabundnum kostnaði, sem skerðir frammistöðu með vinnuálagi á hærra svæði. Fyrir vikið sýnir CCoW-all versta frammistöðu með miklu vinnuálagi. Aðrar stillingar sýna svipað mynstur grunnvinnuálags; árangur nær hámarki við þröskuldinn 80% og lækkar með minni þröskuldum.

Minnisnotkun viðmiðsins sýnir stöðuga þróun óháð staðsetningu vinnuálagsins. 'CCoW-all' táknar alltaf mestu minnisnotkunina því það afritar alltaf allar síður í minninu á eftir gaffli. Fyrir utan það eru minnissporin í öfugu hlutfalli við þröskuldsgildið; því minni sem þröskuldurinn er, því meira minni notar viðmiðið.

Minnismögnunin eykst aðeins um allt að 10% samanborið við upprunalegu CoW uppsetninguna, sem er talin vera á svæðisbundnu sviði. Auk þess að greina frammistöðu CCoW, berum við frammistöðu CCoW saman við gagnsæju risastóru síðuna (THP). kerfi Linux.

THP er nokkuð svipað CCoW að því leyti að það miðar að því að draga úr kostnaði sem stafar af litlum síðum. 'CoW-THP' á mynd 5 táknar frammistöðu THP-virkrar uppsetningar. Athugaðu að THP-virka kerfið meðhöndlar CoW með því að skipta risastórum síðum í grunnsíður áður en gallaða blaðsíðan er afrituð, og sömuleiðis önnur kerfi sem hagræða THP [12–15,17].

Við getum séð að THP sýnir betri frammistöðu en sjálfgefna 'CoW-only' stillingin. Við rekjum árangursaukninguna til aukinnar skilvirkni í heimilisfangaþýðingum með risastórum síðum.

Nánar tiltekið, samkvæmt THP kerfinu, er líklegt að heiti hluti ferilfangarýmisins sé skipt niður í grunnsíður, og veitir þar með sömu afköst og stillingin „Cow-only“. Hins vegar er kaldi hlutinn af veffangarými ferlisins ekki skipt og honum er viðhaldið með risastórum síðum. Þannig getur þetta aukið afköst forritsins að einhverju leyti.

Hins vegar veitir THP ekki eins mikla frammistöðuaukningu og CCoW gerir. Mynd 6 sýnir uppsafnaða dreifingu afkösts við matið. X-ás táknar afköst í aðgerðum á sekúndu og y-ás táknar uppsafnað hlutfall afkösts og gegnumstreymisgildið. Fyrir utan CCoW-all getum við fundið þrjú afköst svið sem oft sést óháð stillingum.

Fyrsti hópurinn í uppsafnaða hlutfallinu {{0}} til 0.1 gefur til kynna tímabilið þar sem frammistaða viðmiðunar lækkar rétt á eftir gafflinum. Þá endurheimtir frammistaðan yfirvinnu, eins og í seinni hópnum með uppsafnað hlutfall upp á 0,1 til 0,7.

Uppsöfnunarhlutföllin sem eftir eru á bilinu {{0}}.7 til 1.0 eru frá aðgangi sem ekki hefur í för með sér síðuvillur. Á heildina litið hafa CCoW stillingar tilhneigingu til að draga úr afköstum meira en upprunalega CoW. Nánar tiltekið, með miklu vinnuálagi upprunalega CoW kerfisins, lækkar afköstin í um það bil 1900 K aðgerðir á sekúndu rétt á eftir gafflinum.

Það rampar síðan hægt upp í 2500 K aðgerðir á sekúndu. Með CCoW lækkaði frammistaðan meira, niður í 1700 K aðgerðir á sekúndu. Hins vegar batnaði frammistaðan hraðar og sýndi betri frammistöðu en upprunalega CoW oftast (þ.e. að mestu hægra megin á uppsafnaða línuritinu). Við getum líka fylgst með svipaðri þróun frá öðru vinnuálagi og CCoW-all stillingar sýna öfgakennda hegðun; strax á eftir gafflinum lækkar frammistaðan verulega og helst lág á meðan megnið af heimilisfangarýminu er afritað með dreifiaðgangi.

Eftir þann tíma koma þó aðeins örfáar síðuvillur fram, þannig að flestir aðgangir eru unnar án síðuvillna. Þannig hefur thethroughput tvíþætta dreifingu í CCoW. Út frá þessu mati staðfestum við að CCoW veitir bestu frammistöðu með því að hagræða algengu tilvikinu.

Hins vegar ætti að bregðast við minnkuðu frammistöðu til að fá betri frammistöðueiginleika. Í þessu skyni erum við nú að vinna að því að draga úr magni afritaðra gagna beint á eftir gafflinum.

4.2. Frammistaða CCoW á raunhæfu vinnuálagi

Til að meta fyrirhugaða CCoW á raunhæfu vinnuálagi notuðum við Redis og YCSB. Redis er lykilgildi í minni gagnagrunnur sem er mikið notaður til að flýta fyrir forritum á netinu.

Við notuðum YCSB viðmiðið til að fylla út lykilgildapör í Redis tilviki og framkvæma aðgerðir á þeim. Nánar tiltekið er Redis tilvikið frumstillt með 10 GB af lykilgildapörum með sjálfgefna YCSB stillingu.

Allir lyklar og gildi eru 23 og 100 bæti að stærð, í sömu röð, og hver lykill inniheldur 10 gildisreitir. Eftir að hafa fyllt út Redis tilvikið, stilltum við það til að gera skyndimyndir og færðum síðan uppfærsluaðgerðir með YCSB.

Til að fella tímabundinn staðsetning inn í lykilgildisaðganginn, settum við upp YCSB vinnuálagið til að velja marklykla í samræmi við Zip dreifingu með því að nota færibreytugildið 1.0.

Meðan við gerðum 100 GB af uppfærslum söfnuðum við afköstum fyrir hverja sekúndu af YCSB viðmiðunarskýrslunni. Mynd 7 tekur saman meðalafköst og minnisnotkun Redis tilviksins þegar kerfið er stillt til að nota upprunalegu CoW eða CCoW. Athugaðu að við notuðum 2 MB fyrir svæðisstærðina og öll niðurstöðugildi voru eðlileg í CoW.

Á heildina litið voru allar CCoW stillingar betri en upprunalega CoW, óháð þekjumörkum. Sömuleiðis, eins og við greindum hér að ofan, var frammistaðan ákvörðuð af skiptingunni á milli frammistöðuávinnings vegna mildaðrar afritunar-í-skrifa og kostnaðar við að afrita viðbótarsíður. Þegar þröskuldsgildið er hátt eru aðeins nokkur svæði afrituð, sem gerir bæði hagræðingartækifæri og minniskostnað lítið.

Þegar þröskuldsgildið fer niður fyrir 85% eykst minnisfótsporið og eykur kostnaður. Þar af leiðandi er meðalafköst CCoW breytileg eftir þekjumörkum en sýnir allt að 5% frammistöðubata samanborið við upprunalegu CoW.

Með Redis og YCSB vinnuálagi sáum við aðeins lítilsháttar frammistöðubata með THP. Þetta er vegna þess að í vinnuálaginu er skrifaðgangur dreifður um allt veffangarýmið og risastórum síðum er í raun skipt niður í grunnsíður meðan á CoW stendur.

Þar sem Redis ferlið getur aðeins haft nokkrar risastórar síður, er frammistaða þess svipuð og grunnstillingarinnar. Þessi niðurstaða sýnir fram á að THP-undirstaða nálgunin er minna árangursrík í ritfreknu vinnuálagi og CCoW er betri en THP.

Til að meta nákvæmni vélbúnaðarins við að bera kennsl á svæði í háum stað, flokkuðum við ástæðuna fyrir afritunargerðinni fyrir hverja afritaða síðu. Nánar tiltekið söfnuðum við hlutfalli afritaðra síðna af öllum afrituðum síðum. Þegar forafritunarhlutfallið erx%, sem eykur heildarminnisfótsporið um y%, getum við reiknað út hlutfall óþarfa forafrits með því að deila y með x.

Til dæmis, á CCoW-80 stillingunni eru 26,9% af afrituðum síðum afrituð, sem eykur minnisfótsporið um 6,7%. Þetta þýðir að ekki er vísað til 24,9% af forafrituðum síðum. Tafla 1 tekur saman útreikninginn. Hlutfall óþarfa forafritunar er á bilinu 23,4% til 35,6% og út frá matsniðurstöðunni má draga þá ályktun að fyrirhugað kerfi fangi nákvæmlega svæði í háum byggðarlögum.

5. Ályktanir

Í þessari rannsókn lögðum við til CCoW, fínstillt afritunar-í-skrifa kerfi fyrir vinnuálag með mikla staðbundna staðsetningu. CCoW skiptir ferilsfangarýminu í svæði og metur staðsetningu þeirra með umfjölluninni.

Skrif til svæðis á háum stað leiðir til þess að síðuvillumeðferðarstjórinn forafritar nálægar síður. Til að fylgjast almennilega með umfjölluninni eftir forafritið nýtir CCoW óhreina bitann í blaðsíðutöflunni. Mat með viðmiðum staðfesti að fyrirhugað kerfi getur borið kennsl á svæði í háum byggðarlögum með litlum kostnaði, sem gerir kleift að ná árangri af forritum án breytinga.

Eins og við nefndum, lækkar frammistaðan verulega strax eftir gaffalinn vegna mikils magns gagna sem þarf að afrita. Við erum núna að vinna að því að stjórna afköstum með því að draga úr hraða forafritunar og framkvæma forafritun ósamstillt. Við erum líka að skipuleggja að innleiða aðlögunarkerfi sem stillir stillingarbreytur í samræmi við eiginleika núverandi vinnuálags.

Framlög höfunda: Hugmyndafræði, MH og S.-HK; aðferðafræði, MH; hugbúnaður, MH;fullgilding, MH, og S.-HK; formleg greining, MH, og S.-HK; rannsókn, MH, og S.-HK;auðlindir, S.-HK; gagnaöflun, MH; skrifa-frumrit drög undirbúnings, MH; ritrýni og ritstjórn, MH og S.-HK; sjón, MH; umsjón, S.-HK; verkefnastjórn,S.-HK; fjáröflun, S.-HK Allir höfundar hafa lesið og samþykkt útgáfu handritsins.

Fjármögnun: Þessi rannsókn var studd af rafeinda- og fjarskiptarannsóknarstofnun (ETRI) styrk sem styrkt var af kóresku ríkisstjórninni (20ZS1310) og BK21 FOUR áætlun National Research Foundation of Korea styrkt af menntamálaráðuneytinu (NRF5199991014091).

Yfirlýsing endurskoðunarnefndar stofnana: Á ekki við.

Yfirlýsing um upplýst samþykki: Á ekki við.

Yfirlýsing um framboð gagna: Á ekki við.

Hagsmunaárekstrar: Höfundar lýsa ekki yfir hagsmunaárekstrum.

Heimildir
1. Gorman, M. Skilningur á Linux sýndarminnisstjóranum; Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, Bandaríkin, 2007.

2. Bovet, DP; Cesati, M. Skilningur á Linux kjarnanum; O'Reilly: Newton, MA, Bandaríkin, 2001.

3. Love, R. Linux Kernel Development, 3. útgáfa; Addison Wesley: Boston, MA, Bandaríkin, 2010.

4. Labs, R. Redis. Aðgengilegt á netinu: https://github.com/redis/redis (skoðað 7. júní 2021).

5. Silberschatz, A.; Galvin, PB; Gagne, G. Stýrikerfishugtök; Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc.: Boston, MA, Bandaríkin, 2018.

6. Harris, SL; Harris, D. Stafræn hönnun og tölvuarkitektúr; Morgan Kaufmann: Burlington, MA, Bandaríkin, 2022.

7. Abi-Chahla, F. Intel Core i7 (Nehalem): Arkitektúr eftir AMD? Aðgengilegt á netinu: https://www.tomshardware.com/reviews/Intel-i7-nehalem-cpu,2041.html (sótt 18. október 2021).

8. Pham, B.; Bhattacharjee, A.; Eckert, Y.; Loh, GH Auka TLB umfang með því að nýta klasa í þýðingum á síðum. Í Proceedingsof 2014 IEEE 20th International Symposium on High-Performance Computer Architecture (HPCA'14), Orlando, FL, Bandaríkjunum, 15.–19. febrúar 2014; bls. 558–567.

For more information:1950477648nn@gmail.com